19.10.2021

Графеновая пена защищает аккумуляторы от критических температур

Исследователи из Университета Пердью разработали ещё один способ применения графена для защиты аккумуляторов от переохлаждения или перегрева. Специально для этого учёные синтезировали графеновую пену. С её помощью был создан искусственный «термовыключатель», уже доказавший свою эффективность в реальных тестах.

Графеновая пена

Производители литий-ионных аккумуляторов рекомендуют использовать их при температурах от 0° до 45° С. При иных температурных условиях происходит слишком стремительная потеря ёмкости и разрядка батарей. Кроме того, выпускающим смартфоны компаниям приходится тщательно продумывать размещение электронных компонентов таким образом, чтобы не вызывать перегрева аккумуляторов.

Соавтор исследования Сюли Жуань рассказал, как им удалось решить проблему перепадов температур при помощи графеновой пены. Сам графен выглядит как лист углерода толщиной в один атом, и он хорошо известен физикам как материал, способный хорошо передавать тепло. Но при формировании графеновой пены между его листам появляются воздушные карманы, которые вдобавок к теплопроводности добавляют ей ещё одно полезное свойство — высокую теплоизоляцию.

Графеновая пена

Учёным Университета Пердью удалось создать универсальный материал, который способен как сохранять тепло вокруг аккумулятора при низких температурах, выполняя роль утеплителя, так и отводить излишки тепла, не допуская перегрева при высоких температурах. В ходе испытаний исследователи сжимали и растягивали пену таким образом, что толщина импровизированного слоя варьировалась от 0,2 до 1,2 мм.

«Графеновая пена по своему принципу работы напоминает резистор в электрической цепи. В зависимости от плотности она меняет количество протекающего тепла подобно тому, как резистор меняет количество электронов в цепи», — Эми Марконнет, автор исследования.

Тестировали учёные и поведение графеновой пены при температурах окружающей среды от 0° до 32°. Испытания доказали, что материал способен стабилизировать рабочую температуру на всём диапазоне. Потенциально графеновая пена могла бы стать полезной для носимой электроники, портативных гаджетов и смартфонов. Но сферу её применения можно расширить и на рынок электромобилей, аккумуляторные модули которых особенно чувствительны к температуре.

Источник: newatlas.com

Поделиться ссылкой: